Patent RU-103254-U1 (RU)
Title: Преобразователь частоты (варианты)
IPC: H02M5/27
Filed: 2010-11-26
Granted: 2011-03-27
Abstract: Полезная модель относится к области электротехники и позволяет повысить энергетическую эффективность преобразователя частоты, который содержит трехфазный трансформатор 1 с первичной трехфазной обмоткой 2, соединенной в «звезду» и своими концами образующую силовые входные выводы пркобразователя «А», «В», «С», и с двумя одинаковыми вторичными трехфазными обмотками 3 и 4, которые соединены между собой согласно последовательно, а точки их соединения образуют выходные выводы преобразователя частоты «а», «b», «с». Свободные концы вторичных трехфазных обмоток 3, 4 подключены к силовым входам управляемых трехцепевых короткозамыкателей 5 и 6, каждый из которых выполнен в виде трехфазного диодного моста 7 и 8 с полностью управляемым ключевым элементом 9 и 10, включенным в цепь постоянного тока соответствующего моста. Блок управления 11 преобразователем частоты выполнен в виде генератора импульсов прямоугольной формы с парафазными (противотактными) выходами, генерирующего импульсы F и   прямоугольной формы (частоты f м ). Его выходы подключены к управляющим входам ключевых элементов 9, 10. Преобразователь частоты содержит также блок 12 ограничкния импульсных перенапряжений на ключевых элементах 9, 10. Этот узел содержит разделительные диоды 13÷16, через которые выходы мостов 7, 8 подключены к цепочке из последовательно соединенных дополнительного ключевого элемента 17 и накопительного конденсатора 18, а также узел управления 19 ключевым элементом 17, выполненный в виде компаратора 19 с гистерезисной характеристикой и имеющий три входа. Измерительный его вход подключен к точкам «m», «n» блока 12. Второй его вход подключен к выходу задатчика опорного сигнала 20 (которым обеспечивается ограничение импульсного перенапряжения на ключах 9, 10 на требуемом уровне). Третий вход 21 предназначен для регулировки уровня гистерезиса. Параллельно конденсатору 18 подключен разрядный узел 22. Нагрузку 23 подключают к выходным выводам «а», «b», «с», преобразователя. Число М - целое число, характеризующее фазность преобразователя частоты, может принимать любые практически необходимые значения: М≥2. В другом варианте выполнения преобразователь частоты содержит следующие дополнительные элементы: третий трехцепевой короткозамыкатель 24 в виде трехфазного диодного моста 25 с управляемым ключом 26 в цепи постоянного тока, а также разделительные диоды 27, 28. Блок управления 11 кроме генератора импульсов прямоугольной формы 29, который здесь выполнен иначе - с частотой выходных импульсов 2f и является уже составной частью блока 11, содержит также делитель частоты на два 30 с парафазными выходами (и с выходными импульсами F и  ), генератор пилообразного напряжения 31 (с выходным сигналом U ГПН ), компаратор 32 (с выходным сигналом s) и логический узел 33, формирующий сигналы управления ψ 9 , ψ 10 , ψ 26  основными ключами 9, 10, 26. На его входные силовые выводы «А», «В», «С» подают трехфазное напряжение частоты f p . При простейшем алгоритме переключения ключевых элементов (в дальнейшем - просто ключей) 9, 10 генератор 11 формирует импульсы F и   прямоугольной формы со скважностью s=2 с частотой f м , обеспечивая попеременное их переключение (фиг.3б). В результате на выходных выводах «а», «b», «с» преобразователя частоты формируется промодулированное частотой f м  трехфазное напряжение сложной формы, основной гармоникой которого является полезно используемая гармоника разностной частоты f s =|f м -f p |. При активно-индуктивной нагрузке высшие гармоники тока ослабляются, причем тем в большей степени, чем больше постоянная времени нагрузки  , где L и R - индуктивность и активное сопротивление нагрузки соответственно. Поэтому форма тока в нагрузке оказывается значительно больше приближена к синусоидальной форме, чем напряжение на ней. 2 н.п.ф., 4 илл.